Beim Schweißen von Edelstahl und hochlegierten Chrom-Nickel-Stählen ist eine Absauganlage mit der Abscheideklasse W3 nach DIN EN ISO 21904-2 vorgeschrieben. Diese Anforderung ergibt sich direkt aus TRGS 528, weil der entstehende Schweißrauch krebserzeugendes Chrom(VI) enthält und damit besonderen Schutzmaßnahmen unterliegt. Die folgenden Abschnitte erklären, warum diese Anforderungen so streng sind, welche Filtertypen technisch geeignet sind und wie Sie eine W3-konforme Anlage sicher betreiben.
Warum ist Chrom-Nickel-Schweißrauch besonders gefährlich?
Chrom-Nickel-Schweißrauch ist besonders gefährlich, weil beim Schweißen hochlegierter Stähle sechswertiges Chrom, kurz Cr(VI), freigesetzt wird. Cr(VI) ist als krebserzeugend der Kategorie 1A eingestuft. Nach TRGS 910 gilt für Cr(VI) eine Toleranzkonzentration von 1,0 µg/m³ (E-Fraktion); einen gesicherten Grenzwert, unterhalb dessen eine Exposition als unbedenklich gilt, gibt es nicht. Das Minimierungsgebot nach GefStoffV gilt daher uneingeschränkt.
Beim Lichtbogenschweißen von Edelstahl oder anderen hochlegierten Chrom-Nickel-Werkstoffen entstehen ultrafeine Partikel mit aerodynamischen Durchmessern im Nanometerbereich. Diese Partikel dringen tief in die Lunge ein und werden dort nur langsam abgebaut. Gleichzeitig enthält der Rauch neben Cr(VI) auch Nickelverbindungen, die ebenfalls als krebserzeugend eingestuft sind.
Entscheidend für das Gefährdungsniveau ist der Cr/Ni-Anteil im Grundwerkstoff. Die Schweißrauch-Abscheideklassen nach DIN EN ISO 21904-2 unterscheiden drei Stufen:
- W1 mit mindestens 95 % Abscheidegrad: für un- und niedriglegierte Stähle mit einem Cr/Ni-Anteil unter 5 %
- W2 mit mindestens 98 % Abscheidegrad: für legierte Stähle mit einem Cr/Ni-Anteil zwischen 5 und 30 %
- W3 mit mindestens 99 % Abscheidegrad: für hochlegierte Chrom-Nickel-Stähle und Edelstahl mit einem Cr/Ni-Anteil über 30 %, IFA-geprüft
Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte. Die Gefährdungsbeurteilung nach § 6 GefStoffV bildet die rechtliche Grundlage für jede Geräte- und Filterauswahl.
Welche Filterklasse ist für Chrom-VI-haltigen Schweißrauch vorgeschrieben?
Beim Schweißen hochlegierter Chrom-Nickel-Stähle fordert TRGS 528 Schweißrauchabscheider der Abscheideklasse W3 nach DIN EN ISO 21904-2. W3 ist die höchste Stufe innerhalb der Schweißrauch-Abscheideklassen und wird vom Institut für Arbeitsschutz der DGUV (IFA) geprüft und zertifiziert. Ein Gerät ohne IFA-Zertifizierung erfüllt diese Anforderung nicht.
Ein häufiger Fehler in der Praxis ist die Verwechslung verschiedener Klassifizierungssysteme. Für Schweißrauchabscheider gelten die Abscheideklassen W1 bis W3 nach DIN EN ISO 21904-2. Diese Klassifizierung gilt ausschließlich für Schweißrauch und darf nicht mit anderen Filterklassensystemen vermischt werden:
- Die Staubklassen L/M/H nach DIN EN IEC 60335-2-69 gelten für Entstauber und trockene Staubabsaugung, nicht für Schweißrauch.
- Die Raumluftfilterklassen nach DIN EN ISO 16890 gelten für allgemeine Raumlufttechnik.
- Die Schwebstofffilterklassen H13/H14 nach DIN EN 1822 klassifizieren Filtermedien, nicht Geräte.
Wer diese Systeme verwechselt, kauft im Zweifel das falsche Gerät und erfüllt die gesetzlichen Anforderungen nicht. Richtig formuliert lautet die Anforderung: Abscheideklasse W3 nach DIN EN ISO 21904-2, nicht „Filterklasse W3″.
Bei krebserzeugenden Schweißrauchemissionen wie Cr(VI)-haltigem Schweißrauch empfiehlt sich zudem grundsätzlich eine externe Prüfung der Anlage durch einen zugelassenen Messtechniker. TRGS 560 regelt ergänzend die Anforderungen an die Luftrückführung, wenn die gereinigte Luft in den Arbeitsraum zurückgeführt wird.
Welche Filtertypen eignen sich technisch für Chrom-VI-Rauch?
Für Chrom(VI)-haltigen Schweißrauch eignen sich technisch Trockenfilteranlagen mit Kartuschenfiltern, die eine W3-Zertifizierung nach DIN EN ISO 21904-2 besitzen. In bestimmten Sonderfällen kommen auch Nassabscheider in Betracht. Die Wahl des Filtertyps hängt vom Prozess, dem Werkstoff und den örtlichen Gegebenheiten ab.
Trockenfilteranlagen mit Kartuschenfiltern (W3-zertifiziert)
Kartuschenfilter-Absauganlagen sind der Standard für die Schweißrauchabsaugung bei Edelstahl. Sie arbeiten im Umluftbetrieb oder mit Abluft, sind kompakt und lassen sich sowohl stationär als auch mobil einsetzen. Entscheidend ist, dass das Gerät eine IFA-geprüfte W3-Zertifizierung trägt. Nur dann ist sichergestellt, dass der Abscheidegrad von mindestens 99 % im geprüften Betriebszustand eingehalten wird.
Bei der Luftrückführung in den Arbeitsraum (Umluftbetrieb) sind die Anforderungen der TRGS 560 zu beachten. Für krebserzeugende Stoffe wie Cr(VI) ist eine nachgeschaltete Filtrationsstufe, in der Praxis typischerweise ein Schwebstofffilter der Klasse H13 oder H14 nach DIN EN 1822, häufig erforderlich. Die Staubklasse H nach DIN EN IEC 60335-2-69 bewertet das Gerät mit einem Geräte-Durchlassgrad unter 0,005 %; sie schreibt nicht automatisch ein bestimmtes H13-/H14-Filtermedium vor. H13/H14 sind separate Filterklassen nach DIN EN 1822. Die Auswahl einer geeigneten Filtermedienklasse ist gesondert anhand der Anwendung und Gerätekonfiguration zu prüfen. In der Praxis wird der geräteseits geforderte Durchlassgrad über Schwebstoffstufen der Klasse H13/H14 erreicht.
Nassabscheider als Alternative
Nassabscheider binden den Schweißrauch durch Wasser und scheiden ihn nass ab. Sie sind besonders dann eine mögliche Option, wenn gleichzeitig reaktive Werkstoffe wie Aluminium oder Magnesium bearbeitet werden. Die Eignung ist anwendungsbezogen zu prüfen. Bei Aluminium und Magnesium ist Nassabscheidung ein regelwerksseitig vorgesehenes Verfahren; die dabei mögliche Wasserstoffbildung muss beherrscht werden. Dabei kann durch den Kontakt mit Wasser Wasserstoff entstehen, der ab einem Volumenanteil von etwa 4 % mit Luft explosionsfähig ist – auch im Stillstand. Die Wasserstoffgefahr muss durch eine geeignete Auslegung beherrscht werden, etwa durch Entlüftungsöffnungen am Abscheider, einen Luftwechsel am Aufstellungsort von mindestens 1/h auch im Stillstand und durchgehenden Potenzialausgleich. Maßgeblich sind die für die Anwendung einschlägigen Anforderungen, insbesondere DGUV Regel 109-001 und DGUV Information 209-090. Für reinen Chrom-Nickel-Schweißrauch ist der Trockenfilter mit W3-Zertifizierung in den meisten Fällen die technisch und wirtschaftlich geeignetere Wahl.
Zentrale oder dezentrale Absauganlage, was ist besser beim Edelstahlschweißen?
Beim Edelstahlschweißen ist weder eine zentrale noch eine dezentrale Absauganlage pauschal besser. Die richtige Lösung hängt von der Anzahl der Schweißarbeitsplätze, dem Hallenvolumen, der Gleichzeitigkeit der Arbeitsplätze und den baulichen Gegebenheiten ab. Beide Konzepte können W3-konform ausgeführt werden.
Dezentrale Absaugung: Punktabsaugung direkt an der Entstehungsstelle
Die Punktabsaugung mit einem Absaugarm oder einer brennerintegrierten Absaugung erfasst Schweißrauch direkt an der Entstehungsstelle. Das ist technisch die wirksamste Methode, weil die Schadstoffkonzentration im Erfassungsbereich am höchsten ist und die benötigten Luftvolumenströme deutlich geringer sind als bei einer Hallenabsaugung. Mobile Schweißrauchabsauggeräte mit W3-Zertifizierung sind flexibel einsetzbar und eignen sich besonders für kleinere Werkstätten oder wechselnde Schweißpositionen.
Zentrale Absauganlage: Lösung für mehrere Schweißarbeitsplätze
Bei mehreren Schweißarbeitsplätzen in einer Halle ist eine stationäre Schweißrauchabsauganlage mit zentralem Filtersystem wirtschaftlich sinnvoll. Hier greift der Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF): Er beschreibt das Verhältnis der gleichzeitig aktiven Absaugstellen zur Gesamtzahl der Absaugstellen. Ein GZF von 0,6 bedeutet, dass bei 10 Schweißplätzen nur 6 gleichzeitig aktiv sind. Durch die Analyse des Gleichzeitigkeitsfaktors lässt sich die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Betriebsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensionieren, ohne die Normkonformität zu gefährden – das tatsächliche Einsparpotenzial hängt von den jeweiligen Betriebsbedingungen ab.
Zentrale Anlagen bieten zudem die Möglichkeit, Luftreinigung, Hallenlüftung und Wärmerückgewinnung zu kombinieren. Das senkt die Betriebskosten langfristig. Voraussetzung ist eine sorgfältige Auslegung der Rohrleitungsführung, damit an jedem Absaugarm der erforderliche Erfassungsvolumenstrom sicher anliegt.
Wie wird eine Filteranlage für Chrom-VI-Schweißrauch sicher gewartet?
Die Wartung einer W3-zertifizierten Schweißrauchabsauganlage für Chrom(VI)-haltigen Rauch erfordert besondere Schutzmaßnahmen, weil der abgeschiedene Filterstaub krebserzeugendes Cr(VI) enthält. Der Filterwechsel darf nur durch unterwiesenes Personal mit geeigneter persönlicher Schutzausrüstung (PSA) erfolgen. Die Anforderungen richten sich nach der Gefährdungsbeurteilung und den einschlägigen DGUV-Regeln.
Folgende Punkte sind bei der Wartung zu beachten:
- Filterwechsel unter Schutz: Beim Wechsel von Filterpatronen, die Cr(VI)-haltigen Staub enthalten, sind Atemschutz, Handschuhe und geeignete Schutzkleidung Pflicht. Der Staub darf nicht aufgewirbelt werden.
- Entsorgung als Sondermüll: Filterpatronen aus der Schweißrauchabsaugung bei Edelstahl gelten als gefährlicher Abfall und müssen entsprechend entsorgt werden.
- Regelmäßige Funktionsprüfung: Die Absauganlage muss in regelmäßigen Abständen auf Dichtheit und Funktion geprüft werden. Druckdifferenzanzeigen oder Differenzdruckschalter zeigen an, wann der Filter gesättigt ist.
- Dokumentation: Wartungsintervalle, Filterwechsel und Prüfergebnisse sind schriftlich zu dokumentieren. Diese Dokumentation ist Bestandteil der Investitionssicherheit und bei einer BG-Prüfung vorzulegen.
- Dichtheitsprüfung der Luftleitungen: Bei Umluftbetrieb sind die Anforderungen nach TRGS 560 sowie DIN EN 12237 zur Dichtheit von Luftleitungen einzuhalten.
Ein gesättigter Filter, der nicht rechtzeitig gewechselt wird, kann die Abscheideleistung unter den zertifizierten W3-Grenzwert senken. Das bedeutet: Die Anlage ist formal vorhanden, erfüllt aber nicht mehr die gesetzlichen Anforderungen. Regelmäßige Wartung ist daher nicht nur eine technische, sondern auch eine rechtliche Notwendigkeit.
Wie ULMATEC bei der Schweißrauchabsaugung für Chrom-Nickel-Werkstoffe unterstützt
Wir bei ULMATEC analysieren den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom und entwickeln, fertigen und montieren die passende Absauganlage dazu. Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme erfolgen aus einer Hand, hergestellt in Deutschland. Für den Bereich Chrom-Nickel-Schweißrauch bedeutet das konkret:
- Auslegung W3-konformer Absauganlagen nach DIN EN ISO 21904-2 für MIG/MAG-, WIG- und Laserschweißen von Edelstahl
- Angebote für dezentrale Punktabsaugung mit mobilen Geräten sowie für stationäre zentrale Schweißrauchabsaugung für mehrere Arbeitsplätze
- Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors (GZF) bei der Anlagenauslegung
- Filterkombinationen, die Umluftbetrieb nach TRGS 560 ermöglichen, inklusive Schwebstoffstufen nach DIN EN 1822
- Technische Dokumentation für Gefährdungsbeurteilung und BG-Prüfung. Unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW. Fragen Sie uns dazu an. Unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %.
- Wartungskonzepte und Unterweisung für den sicheren Filterwechsel bei krebserzeugenden Stäuben
Wenn Sie eine Schweißrauchabsaugung für Chrom-Nickel-Werkstoffe planen oder eine bestehende Anlage auf W3-Konformität prüfen lassen möchten, sprechen Sie uns direkt an. Über unsere Kontaktseite erreichen Sie unsere Spezialisten für eine technische Erstberatung.